月面探査車: 月面での車の設計と開梱

アポロ 11 号が月面に着陸して初めて、NASA は宇宙飛行士に何らかの表面移動システム、つまり月面での短い滞在中にもっと広い範囲を移動できる乗り物を与えることを真剣に考え始めました。1970 年初頭、NASA はそのようなシステムの開発と構築の契約をボーイング社に授与しました。そしてボーイング社はそれを実現しました。同社は、契約獲得からわずか 17 か月後、予定より 2 週間早い 1971 年 3 月 15 日に、飛行可能な最初の月面探査車を NASA に引き渡しました。この探査車はアポロ 15 号で飛行しました。月に車を持っていくのは非常識に思えるかもしれませんが、探査車のシンプルでエレガントなデザインは、最後の 3 回のアポロ計画に追加される価値のあるものとなりました。

表面移動性の向上

先見の明のあるエンジニアたちは、1960 年代初頭から、月面での宇宙飛行士の移動性を高める方法を夢見てきました。中には、移動式住宅に似た完全な移動式研究室 (MOLAB のような設計) が、月面ミッションで乗組員の宿舎と移動作業場の両方の役割を果たすことを望む人もいました。また、ミミズやムカデにヒントを得た乗り物で、より広い表面積に重量を分散させて塵に沈まないようにする乗り物を支持する人もいました。さらに、宇宙飛行士が場所から場所へと移動する際に、月面の地形を鳥の目線で見ることができる飛行プラットフォームを想像する提案もありました。一時的に、宇宙飛行士を電動ミニバイクで月に送ることに真剣に関心が寄せられたことさえありました。

現実には、車のような乗り物が理想的でした。四輪で安定し、平坦なこの乗り物は、2人の宇宙飛行士と生命維持システムや道具を、着陸地点からかなり離れた興味深い場所まで運ぶことができました。

しかし、月面探査車には厳しい設計上の制約がありました。アポロ計画全般に言えることですが、NASA にとって重量はそれほど余裕のあるものではありません。探査車は、アポロの積荷をそのまま搭載して打ち上げられるほど軽量である必要はありましたが、同時に、あらゆる地形を横断し、最大 25 度の傾斜を克服し、華氏 -279 度から 243 度の温度範囲で機能するほど頑丈でなければなりませんでした。そして、月面で使用するために設計されたすべてのものと同様に、宇宙飛行士がかさばる圧力服を着用したまま簡単に荷降ろしして使用できるものでなければなりませんでした。

ボーイングが最終的に製造した探査車は、これらの厳しい仕様を満たしていました。地球上での重量が 480 ポンド (月面では 80 ポンド) の電気推進車両で、自重の約 2 倍を運ぶことができ、最高時速約 8.6 マイルで移動できます。物理的には、2 つの座席と、どちらの宇宙飛行士もかさばる手袋をはめたまま操作できるジョイスティック付きの中央制御パネルを備えたオープン デザインでした。

しかし、設計は戦いの半分に過ぎなかった。技術者が月面に着陸させて走行できるようにする方法を考え出せなければ、探査車は役に立たないだろう。

**ローバーを月へ送る**

幸運なことに、アポロ月着陸船には、折りたたんだ月面車を運ぶのに十分な収納スペースがありました。車輪を折り畳み、前後のシャーシ (またはフレーム) を中央部分に折りたたんだ状態で、月面車は月着陸船の降下段の象限 1 (宇宙船の下部にある 4 つの収納ユニットの 1 つ) にぴったり収まりました。

折りたたまれたローバーは、着陸機本体の上部中央支柱 1 本と下部の 2 箇所で LM に固定されていました。この格納位置を維持しているのは、ケーブル、ショックアブソーバー、ピン格納機構、伸縮チューブ、押し出しロッド、その他のいくつかの小さなギアのシステムで、これらはすべて、宇宙飛行士 1 人が単独でローバーを開梱できるように設計されていました。

展開は、探査機の後方シャーシに取り付けられた 1 本のマイラー ケーブルから始まりました。1 人の宇宙飛行士がこのテープを端から端まで引っ張ってシーケンスを開始し、その後、月面を歩いている仲間に渡して、コードの張力を維持しました。次に、最初の宇宙飛行士が月着陸船のはしごを登り、探査機の上部拘束を解除する D リングを引っ張りました。これにより、探査機は格納位置から約 5 インチ落下しました。それ以上進むことはできませんでした。2 本のケーブルがそれを所定の位置に保持していたのです。

この半分解放された状態で動けなくなった最初の宇宙飛行士は、探査車の反対側に回り込んで 2 本目のマイラー ケーブルを引っ張りました。このテープは探査車をゆっくりと地表に降ろしました。また、2 本のサポート ケーブルも解放され、今度はプッシュオフ チューブが作動して、探査車の重心が月着陸船から外側に離れました。探査車が降下すると、シャーシのリリース ピンが引き出され、車両のベースが展開しました。その後、トーション バーのおかげで、車輪が自動的に所定の位置に跳ね上がりました。

宇宙飛行士は、4 つの車輪がすべて地表に接触し、サポート ケーブルが緩むまで、このマイラー テープを引っ張り続けました。探査車の反対側にある別のマイラー テープが、探査車を地表までの残りの距離を運び、伸縮チューブが探査車が月着陸船から安全に離れた状態で停止するようにしました。ケーブルとチューブは、その役目が終わると解放されました。探査車は地表に到着しました。

表面上の成功

宇宙飛行士たちは、ローバーの梱包を解いた後、実際に運転する前に車両をセットアップしなければなりませんでした。各車輪の上にフェンダーエクステンションを展開し、つま先を固定する部分を挿入し、手すりとフットレストを展開し、コントロールとディスプレイのコンソールをセットアップし、座席を広げてシートベルトを外し、最後に、不要になったロックピンとラッチをすべて取り外しました。

月面探査車は、急速な開発スケジュールに見合うだけの成果をあげました。最初の 3 回の月面着陸ミッション (アポロ 11 号、アポロ 12 号、アポロ 14 号) で、宇宙飛行士は合計 4.4 マイルの距離を移動しました。探査車を搭載したアポロ 15 号では、その距離を 3 倍以上、合計 17 マイル移動しました。アポロ 16 号は、わずかに少ない 16.8 マイルを移動しました。探査車を最大限に活用したのは、最後のアポロ月面ミッションであるアポロ 17 号でした。1972 年 12 月、ジーン サーナンとジャック シュミットは、着陸地点から 4.5 マイル (他のどの乗組員よりも長い距離) を移動し、表面で合計 22.2 マイルの距離を移動し、最高時速約 11.5 マイルに達しました。

アポロ宇宙船が月面探査車とともに訪れたさまざまな場所のおかげで、私たちは他の方法では得られなかったであろう多くの科学的成果をこれらのミッションから得ることができ、月面環境と月の進化についての理解が深まりました。また、これらのミッションでは、地球上のドライバーたちが今でも非常に羨ましがるような素晴らしい映像も得られました。

_出典: アポロ 15 号プレスキット、NASA、アポロ月面ジャーナル、月面ローバー運用ハンドブック、LRV アポロ ニュース リファレンス。_